博弈论文献综述参考文献

博弈论文献综述参考文献在过去的十年中，区块链技术的发展引起了学术界和工业界的广泛关注。区块链技术起源于加密货币，是一种分布式和防篡改的交易数据记录平台。如今，区块链作为分布式公共数据记录平台的关键技术，已经广泛应用于物联网，医疗保健和保险等领域。针对区块链这样一个多用户交互的分布式平台，博弈论被广泛应用于对其的性能以及安全性等问题的分析中。本综述旨在对区块链相关问题中所使用的博弈理论方法的进行系统性的调研。区块链概述区块链最初是作为比特币中分布式防篡改交易记录平台。这一平台记录了一组有序的交易序列。交易序列通过节点之间的分布式共识机制进行验证。区块链网络的主要优势包括分布式网络、防篡改记录、交易透明和无需信任的安全交易。基于博弈论的区块链安全性分析自私挖矿自私挖矿(selfishmining)是基于Proofofwork区块链系统中的一种攻击策略。攻击者，即恶意矿工或矿池(miningpool)，在挖到新的区块时可能不会立刻广播这一区块，而是选择在适当的时候广播块。在这种情况下，其他矿工会浪费他们的计算能力来寻找恶意矿工已经发现的区块，恶意矿工可以提前开始下一轮的挖矿从而增加他们找到下一个区块的可能性。文献[1]中的作者将这种攻击推广到了矿池的情况，采用非合作博弈的模型来分析矿池之间的相互影响。论文中考虑了两个矿池作为博弈的参与者。每个参与者的策略是确定对另一方矿池进行自私挖矿的算力。因此，每个矿池不仅可以从自己矿池中的诚实矿工中获得收益，而且还可以通过在对方矿池中进行自私挖矿获得收益。每个矿池的目标是优化其用于自私挖矿的算力，从而最大化收益。分析表明，在纳什均衡点，每个矿池自私挖矿的算力总是大于零。但是，在相互攻击情况下每个矿池的收益小于没有攻击时的收益。也就是说，这是一个囚徒困境。51%攻击区块链的安全性是通过分布式共识机制来实现的。只有在单个矿工拥有小于50％的总算力的情况下，这种共识机制才是可靠的。然而更大的算力意味着更高的利润，因而矿工有动力在计算能力上投入更多，直至拥有超过50％的总算力。在这种情况下，矿工可以通过分叉(fork)挖矿实现停止付款，逆转交易，防止新交易被确认，以及双花(DoubleSpending)。这种攻击被称为51％攻击。在文献[2]中研究了一种一般化的51%攻击，矿工不仅可以选择在哪些分叉上进行挖矿，而且还可以决定何时广播新挖到的区块。于是可以将矿工们的行为建模为不完全信息博弈。矿工的预期收益取决于矿工的算力分配以及即当前区块链的树形结构。根据文中的分析，当总算力超过42%时，矿工进行一般化的51%攻击就能获得更高的收益。图片图片来源于网络基于博弈论的挖矿管理算力投资比特币挖矿是矿工通过投资算力的竞争赢得奖励的比赛。为了最大化收益，每个矿工在给定其他矿工的策略的情况下确定其计算能力的分配，即是否投资新的算力。文献[3]应用非合作博弈来分析矿工之间的相互影响。矿工的收益是算力，采矿奖励和边际成本的函数。边际成本为矿工投资于算力的单位平均成本。分析指出，投资算力是每个矿工的最佳策略，在纳什均衡点，发现投资与否的决策不受采矿奖励价值的影响。此外，每个矿工都可以对其他矿工带来非负的收益，从而避免了单一矿工的垄断。开机策略当交易费用远超采矿奖励时，矿工可以根据其他矿工的策略，调整矿机的运行时间来调整其计算能力分配。原因是除非交易费用的总和超过一定的门槛，否则矿工没有动力进行挖矿。因此，可以利用非合作博弈分析矿工之间的相互影响。每个矿工的收益取决于开始时间，操作时间，处于运转状态的矿机比例以及挖矿成功的时间概率函数。文章利用数值分析的方法找到了博弈的纳什均衡。仿真结果表明，拥有相同数量采矿机的矿工最终会收敛到相同的起始时间。区块大小分析在比特币网络中进行采矿时，矿工可以通过在其区块中包含更多交易来获得更多交易费用。然而，区块过大会达到共识的传播时间过长，因此它会降低了矿工获得采矿奖励的可能性。文献[5]将两矿工的情况建模为非合作博弈。基于其他矿工的策略，每个矿工需要确定自己的区块大小，即要包括在块中的交易数量，以最大化收益。可以将两个矿工的情况建模为非合作博弈。矿工的收益函数的自变量包括计算能力，块大小和达到共识的时间。由于当采矿奖励远大于单位交易费时，所有矿工在其区块中不包含任何交易是唯一的纳什均衡。但是，如果交易费用或采矿奖励发生变化，纳什均衡会转向所有矿工在其区块中包含多个交易的策略。未来方向吞吐量提升区块链网络的吞吐量，即单位时间内所能处理交易的数量，限制了区块链应用的范围。吞吐量过低的主要原因是区块创建时间较长和区块大小的限制。但是，直接更改区块创建时间和区块大小会影响系统的安全性。即使对区块的大小不加以任何限制，区块链仍然存在等待交易被录入区块以及区块广播的延迟。因此，为了提高吞吐量，需要进一步开发关于恰当的区块创建方法和区块大小的共识协议，并且博弈论可以是用于分析、改进共识协议的强有力的工具。区块链与其他技术的融合作为一种底层技术，区块链可以应用到其他新兴网络和应用场景中。例如，文献[6]中引入了基于区块链的边缘计算范例，其中移动用户将其计算任务卸载到计算服务提供商并支付相应的费用。该方法解决了资源有限的移动服务上区块链应用程序的实现问题。基于区块链的边缘计算则涉及到了云资源管理问题。例如，如何激励服务提供商提供他们的计算资源用于区块链应用。博弈论可以有效地用于设计激励机制的设计。例如，可以采用拍卖方案来提高服务提供商的效用或收入。可以预见，通过利用博弈论来分析和设计激励机制，区块链技术可以被广泛地整合到加密货币之外的多代理场景中，例如移动区块链网络，信息共享场景和能源交易市场。总结本文综述了博弈论在区块链中的应用。首先，我们概简要介绍了区块链。之后，我们使用博弈论分析了有关安全性和采矿管理方面的问题。最后，我们概述了未来潜在的研究方向。论文信息Liu,etal."ASurveyonApplicationsofGameTheoryinBlockchain." arXivpreprintarXiv:1902.10865 (2019)./pdf/1902.10865.pdf原论文链接（点击下方阅读原文）：参考文献[1]I.Eyal,“Theminer’sdilemma,”inSecurityandPrivacy(SP),2015IEEESymposiumon.IEEE,2015,pp.89–103.[2]A.Kiayias,E.Koutsoupias,M.Kyropoulou,andY.Tselekounis,“Blockchainmininggames,”inProceedingsofthe2016ACMConferenceonEconomicsandComputation.ACM,2016,pp.365–382.[3]N.Dimitri,“Bitcoinminingasacontest,”Ledger,vol.2,pp.31–37,2017.[4]I.TsabaryandI.Eyal,“Thegapgame,”arXivpreprintarXiv:1805.05288,2018.[5]N.Houy,“Thebitcoinmininggame,”2014.[6]Z.Xiong,S.Feng,D.Niyato,P.Wang,andZ.Ha